孟德爾測(cè)交實(shí)驗(yàn)在遺傳題中的應(yīng)用

何明杰

摘 要：遺傳部分是高考必考知識(shí)，高考考查重在應(yīng)用，學(xué)生對(duì)此難以適應(yīng)，得分率不夠高。本文從測(cè)交的本質(zhì)出發(fā)，探討測(cè)交思維在解決遺傳題中的應(yīng)用。強(qiáng)調(diào)學(xué)生在解題中如何抓住關(guān)鍵信息利用測(cè)交思維快速解決遺傳題。

關(guān)鍵詞：測(cè)交本質(zhì) 高考遺傳題 解題應(yīng)用

一、測(cè)交實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用

1.測(cè)交實(shí)驗(yàn)的常規(guī)應(yīng)用

測(cè)交基礎(chǔ)應(yīng)用是用于推測(cè)雜交組合中除隱性親本外另一親本基因型。通常是F1與隱性純合子進(jìn)行雜交，據(jù)后代表現(xiàn)型顯性：隱性=1：1推測(cè)F1基因型為Aa。這個(gè)學(xué)生在初次接觸測(cè)交實(shí)驗(yàn)時(shí)就能基本掌握。所以不作詳細(xì)解析。

2.應(yīng)用在群體的測(cè)交實(shí)驗(yàn)

測(cè)交實(shí)驗(yàn)除能夠應(yīng)用在個(gè)體基因型的探測(cè)外，還能用在特殊種群上測(cè)交，推測(cè)群體中各基因型的比例。原理與個(gè)體測(cè)交相同。在該種群進(jìn)行測(cè)交產(chǎn)生的后代中決定后代表現(xiàn)型的不是隱性親本產(chǎn)生的配子，而是該種群所產(chǎn)生的配子。后代的顯隱比例轉(zhuǎn)變成種群產(chǎn)生配子類型比例。通過配子比例推出該種群中各基因型比例。以下題分析。

例：（節(jié)選）假設(shè)某植物種群只開紅花（顯性），現(xiàn)用開白花同種植株（隱性）與該種群進(jìn)行雜交。測(cè)交后代表現(xiàn)型及比例為紅花：白花=5：1。問該種群中顯性純合子與顯性雜合子比例為--

分析如下：后代有隱性個(gè)體，所以該種群中存在著Aa個(gè)體，存在AaXaa的雜交組合。該雜交組合后代基因型Aa和aa的比例一致。題中測(cè)交后代顯性隱性比例為5：1，去掉與隱性后代比例一致的顯性后代，余下全為顯性，說明種群中除Aa個(gè)體外余下全為AA個(gè)體。大部分學(xué)生能夠判斷出種群的基因型為AA、Aa。

但在求解基因型比例問題上很多學(xué)生不能夠解決。學(xué)生在分析完種群基因型有AA、Aa兩種后，誤以為去除1：1后的4份顯性后代可以通過一個(gè)AAXaa雜交組合產(chǎn)生，由此判斷種群基因型AA：Aa=1：1。但學(xué)生沒有考慮孟德爾理論要求后代數(shù)量是一致的。即：假設(shè)AaXaa雜交組合產(chǎn)生2個(gè)后代，那AAXaa雜交組合也產(chǎn)生2個(gè)后代，這兩個(gè)雜交組合共產(chǎn)生4個(gè)后代，與題中顯隱比例為5：1的六個(gè)后代差兩個(gè)。還需一個(gè)AAXaa雜交組合，據(jù)此該種群中基因型比列為AA：Aa=2：1。

學(xué)生往往忘記遺傳定律要求后代數(shù)量一致而導(dǎo)致出錯(cuò)，但用測(cè)交思維解決比例問題相對(duì)簡(jiǎn)單。

題中用隱形親本雜交，隱性親本提供的配子不決定后代表現(xiàn)型。群體測(cè)交后代表現(xiàn)為顯性：隱性=5：1的原因是另一個(gè)親本們共提供比例為5：1的A和a配子。這反映該種群的基因組成和比例。一個(gè)體含有一對(duì)等位基因，六個(gè)基因能組合出一個(gè)Aa和兩個(gè)AA。所以該種群中AA：Aa=2：1。

3.測(cè)交確定某類配子的可育性

某些情況下，個(gè)體產(chǎn)生的配子是不育的，對(duì)后代表現(xiàn)型及比例造成影響，偏離原有比例，對(duì)學(xué)生解題造成影響。若題目要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)證明那種配子致死或不育，學(xué)生不會(huì)。這類題目要求證明配子的種類。這可用測(cè)交思維解決。因測(cè)交能測(cè)出配子種類和比例。以例題分析。

例：（節(jié)選）果蠅是常用的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料，其體色有黃身（H）、黑身（h）之分、翅型有長翅（V）、殘翅（v）之分。有兩種純合果蠅雜交，F(xiàn)2出現(xiàn)4種類型且比例為5：3：3：1，已知果蠅有一種精子不具有受精能力?，F(xiàn)有多種不同類型的果蠅，從中選取親本通過雜交實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證不能完成受精作用的精子的基因型。

題中要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證不育精子的基因型，本質(zhì)要求確定親本產(chǎn)生配子的類型和比例。只要學(xué)生理解到這一點(diǎn)，明白測(cè)交實(shí)驗(yàn)功能，就能通過測(cè)交來完成驗(yàn)證。

要驗(yàn)證不育精子的類型，所以將題中F1雄果蠅為父本，選擇隱性雌果蠅為母本。實(shí)驗(yàn)過程：F1雄果蠅和隱性雌果蠅雜交，統(tǒng)計(jì)后代表現(xiàn)型及比例。結(jié)果分析：在自由組合定律的測(cè)交實(shí)驗(yàn)中，沒有其它限制情況下，測(cè)交后代將有四種表現(xiàn)型且比例為1：1：1：1。因母本提供的配子不決定后代存活和表現(xiàn)型。測(cè)交后代表現(xiàn)型由父本提供的配子決定，測(cè)交后代能夠真實(shí)反映父本提供的配子的類型和比例。加上測(cè)交后代中每種類型只有一份，若對(duì)應(yīng)精子不育，將導(dǎo)致對(duì)應(yīng)后代消失。原1：1：1：1比例將會(huì)改變，根據(jù)信息，測(cè)交后代第一種類型消失，固不育精子基因型是HV。

測(cè)交實(shí)驗(yàn)除能夠確定配子可育性外還能測(cè)出個(gè)體生產(chǎn)某種配子的存活率。原理跟上述情況是一樣的，不再做分析。

4.特殊的測(cè)交

配子除會(huì)因基因問題導(dǎo)致不育或死亡外，還會(huì)因染色體結(jié)構(gòu)變異的缺失造成不育或死亡，或者因缺失造成顯性基因消失。這兩種情況會(huì)使自交實(shí)驗(yàn)變成“測(cè)交”實(shí)驗(yàn)。以例題分析

例：紫羅蘭花瓣形態(tài)的單瓣和重瓣是由一對(duì)等位基因（B、b）控制的相對(duì)形狀，讓單瓣紫羅蘭自交得F1，從F1選擇單瓣紫羅蘭繼續(xù)自交得F2，如此自多代，發(fā)現(xiàn)每一代中總會(huì)出現(xiàn)單瓣：重瓣=1：1的現(xiàn)象。取實(shí)驗(yàn)中F1單瓣紫羅蘭花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，獲得植株只表現(xiàn)為重瓣，研究發(fā)現(xiàn)，引起某種配子不育是由于等位基因所在的染色體缺失造成的。下列分析不正確的是

B.紫羅蘭某個(gè)染色體缺失后，與花瓣形態(tài)相關(guān)的基因并沒有丟失

C.親代單瓣花中含B基因的花粉不育，而含有b基因花粉可育

學(xué)生疑惑是自交實(shí)驗(yàn)怎么出現(xiàn)了測(cè)交結(jié)果。學(xué)生不懂如何分析。后代出現(xiàn)1：1只能是雜合子通過測(cè)交產(chǎn)生。題中是雜合子自交，但本質(zhì)是測(cè)交。自交如何變測(cè)交呢？題中信息明確缺失造成一種配子不育。若兩種雄配子（B和b）中有一種不育，兩種雌配子（B和b）都可育，反之亦然。這使自交變測(cè)交。本題出現(xiàn)測(cè)交結(jié)果是因含B基因配子不育，只剩b配子。與測(cè)交試驗(yàn)隱性親本只提供隱性配子相同。根據(jù)選擇花粉培育成單倍體只有一種形狀（正常有兩種）說明花粉中有一種配子不育。所以C正確。因?yàn)樽越?，在雌雄配子都存在含有染色體缺失的配子，若雌配子中染色體缺失部分含B基因，將使自交后代全為隱性性狀，與信息不符。所以缺失部分不含與B基因。B正確。

染色體丟失或染色體部分缺失使雜合子產(chǎn)生配子時(shí)造成染色體數(shù)目少的配子或含部分缺失染色體的配子不育，使原產(chǎn)生兩種配子變產(chǎn)生一種配子，在缺失顯性基因情況下自交變成“測(cè)交”。

結(jié)語

通過例題分析，知道掌握測(cè)交本質(zhì)的重要性。在教學(xué)過程中，老師應(yīng)該將測(cè)交的功能告知學(xué)生，讓學(xué)生能夠體會(huì)掌握本質(zhì)，方便學(xué)生在解答個(gè)體產(chǎn)生配子種類及其比例的問題上大膽使用測(cè)交思維解決問題。